184402. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítására
1 184402 2 A találmány tárgya új eljárás 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítására. A 3-klór-4-metoxi-nitrobenzol gyógyszerek és növényvédőszerek előállításánál felhasználható közbensőtermék. Ismeretes, hogy fenol-éterek aktivált aromás halogénvegyületek és alkálifém-alkoholátok reakciójával állíthatók elő (Houben-Weyl: Methoden der organischen Chemie 6. kötet 3. rész, Georg Thieme Werlag Stuttgart, 1965, 75. o.). A szakkönyv szerint a reakciót nátriumból abszolút alkohollal képezett nátrium-alkoholáttal vízmentes közegben játszatják le. A 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítása a 3 238 223 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint a fenti általános módszer szerint történik. 1,2-diklór-4-nitro-benzolt vízmentes metanolos közegben nátrium-metiláttal reagáltatnak és 88%-os kitermeléssel nyerik a kívánt 3-klór-4-metoxi-nitro-benzolt. Az eljárás ipari körülmények között történő megvalósítása több hátránnyal jáf. Teljesen vízmentes körülményeket kell biztosítani; a nátrium-metilátot külön művelettel külön helyiségben fémnátriumból állítják elő; a fémnátriumos műveletek a nagyfokú tűz- és robbanásveszély miatt biztonságtechnikai okokból egyrészről veszélyesek, másrészről költséges biztonsági intézkedéseket igényelnek. Más eljárás [J. Am. Chem. Soc. 50 30—38. (1928)] a 3-klór-4-etoxi-nitro-benzolt oly módon állítják elő, hogy 1,2-diklór-4-nitro-benzolt alkoholos kálium-hidroxid-oldattal forralnak. Ez a reakció azonban igen gyenge kitermeléssel szolgáltatja a kívánt 3-klór-4-etoxi-nitro-benzolt. Az eljárásnál főtermékként 3, 4, 3', 4'-tetraklór-azoxi-benzol keletkezik és további melléktermékként hidrolízis révén 3-klór 4-hidroxi-nitro-benzol és redukció következtében 3,4-diklór-anilin képződik. Találmányunk célja az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésével iparilag is kedvezően megvalósítható, jó kitermeléssel tiszta terméket biztosító eljárás kidolgozása 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítására. Találmányunk tárgya eljárás 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítására 1,2-diklór-4-nitro-benzol metoxilezésével, oly módon, hogy 1 mól l,2-diklór-4-nitro-benzolt 1,5—3 mól kálium-karbonát jelenlétében, . 20 °C és a reakcióelegy forráspontja közötti hőmérsékleten metanollal reagáltatunk. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy amennyiben a 1,2-diklór-4-nitro-benzol metoxilezését metanollal heterogén fázisban kálium-karbonát jelenlétében végezzük el, a mellékreakciók teljesen háttérbe szorulnak és rövid reakcióidővel, igen jó kitermeléssel, nagytisztaságú 3-klór-4-metoxi-nitro-benzolt kapunk. Eljárásunk komoly előnye, hogy a tűz- és robbanásveszélyes, ipari méretekben történő gyártásnál kedvezőtlen fémnátrium és a vízmentes közeg kiküszöbölésével végezhető el. Eljárásunknál a kálium-karbonátot 1 mól 1,2-diklór-4-nitro-benzolra vonatkoztatva 1,5—3 mól, előnyösen mintegy 2 mól mennyiségben alkalmazzuk. A reakciót melegítés közben, előnyösen a reakcióelegy forráspontján hajtjuk végre. A reakció 2—5 óra alatt teljesen lejátszódik. A reakciótermék izolálása önmagában ismert módon történik. Előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a reakcióelegy lehűtése után a terméket víz hozzáadásával kicsapjuk, majd a kivált anyagot szűréssel vagy centrifugálással elkülönítjük. A kapott 3-klór-4- -rretoxi-nitro-benzol olyan tisztaságú, hogy további tisztítás nélkül közvetlenül átalakítható a kívánt gyógyszer- vagy növényvédőszer ipari végtermékekké. A kiindulási anyagként felhasznált 1,2-diklór-4-nitrc-benzol ismert vegyület, mely o-diklór-benzol nitrálásával [J. Am. Chem. Soc. 50 3038 (1928)] vagy pklór-nitro-benzol klórozásával [Chem. Bér. 91 2557 (1958)] állítható elő. A találmányunk szerinti eljárás különösen előnyös megvalósításánál oly módon járunk el, hogy kiindulási anyagként nem tiszta l,2-diklór-4-nitro-benzolt, hanem az o-diklór-benzol nitrálásánál kapott, 1,2-dik ór-4-nitro-benzolt és l,2-diklór-3-nitro-benzolt tartalmazó izomerelegyet alkalmazunk. Ismeretes u gyanis, hogy a fenti izomerelegy frakcionált desztilláció vagy frakcionált kristályosítás útján választható szét komponenseire és a szétválasztás bonyolult, ipari körülmények között nehezen megvalósítható módszerek alkalmazását teszi szükségessé és számottevő veszteséggel is jár (3480681 sz. Amerikai Egyesült Állantok-beli szabadalmi leírás.) Más módszer szerint a két diklór-nitro-benzol-származék elegyét ammóniával reagáltatják, majd a kapott 2-nitro-klór-anilin és a 2- klór-4-nitro-anilin izomerelegyét kénsavas kristályosítással választják el; a 2-nitro-6-klór-anilin ugyanis a kénsavas oldatban marad, míg a 2-klór-4-nitro-anilin szulfátja alakjában kiválik. Az eljárás hátránya, hogy a kémiai átalakítás során veszteségek lépnek fel és a szulfátok oldhatóság-különbsége teljes ; zétválasztást nem tesz lehetővé. Azt tapasztaltuk, hogy amennyiben 60—95 súlyzó, !,2-diklór-4-nitro-benzol és 40—5 súly% 1,2-diklór-3- nitro-benzoIt tartalmazó izomerelegyet káliumkarbonát jelenlétében heterogén fázisban metanollal eagáltatunk, az 1,2-diklór-4-nitro-benzol gyakorlatiág kvantitative a kívánt 3-klór-4-metoxi-nitro-benzollá alakul, ugyanakkor a kiindulási izomer-elegyben kisebb mennyiségben jelenlevő l,2-diklór-3-nitro-benzol gyakorlatilag nem alakul át a megfelelő 3-klór-2-metoxi-nitro-benzollá. A reakció lejátszódása után a 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol az 1,2-diklór-3-nitro-benzoltól szokásos módszerekkel (pl. szűréssel vagy centrifugálással) könnyen és gyakorlatilag teljesen elválasztható. A reakciót előnyösen melegítés közben, célszerűen a reakcióelegy forráspontján játszatjuk le. 1 mól izomerelegyre vonatkoztatva előnyösen mintegy 1,5—3 mól, különösen mintegy 2 mól kálium-karbonátot alkalmazunk. A reakcióelegy feldolgozása előnyösen oly módon történhet, hogy a kívánt 3-klór-4-metoxi-nitro-benzolt viz hozzáadásával kicsapjuk, majd szokásos módszerekkel — pl. szűréssel vagy centrifugálással — elkülönítjük. A kapott 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol IR és NMR vizsgálatok szerint l,2-diklór-3-nitro-benzolt nem tartalmaz és közbenső termékként további tisztítás nélkül felhasználható. Eljárásunkat részletesebben az alábbi példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
